i

TRAINER PENGONTROL MOTOR DC

MENGGUNAKAN KEYPAD MATRIX 4X4 BERBASIS

ARDUINO MEGA 2560 SEBAGAI MEDIA

PEMBELAJARAN MATA KULIAH

MIKROKONTROLER DI LABORATORIUM TEKNIK

ELEKTRO UNNES

Tugas Akhir

diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Ahli Madya

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

Deta Irawan NIM. 5311312031

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2016

ii

PENGESAHAN

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa yang tertulis di dalam tugas akhir ini

benar-benar hasil karya sendiri bukan jiplakan dari karya orang lain, baik sebagian

atau seluruhnya. Pendapat/temuan orang lain yang terdapat dalam tugas akhir ini

dikutip untuk dirujuk berdasarkan kode etik ilmiah dan disebutkan di dalam daftar

pustaka.

Semarang, 17 Maret 2016

Penulis

Deta Irawan

NIM.5311312031

iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Motto

1) “ Dan bersabarlah , dan tidaklah ada kesabaranmu itu kecuali dari Allah

(Qs.An-Nahl :128) “.

2) Masa depan adalah rahasia, tapi yang kita perjuangkan hari ini adalah

untuk memperjuangkan masa depan (Deddy Corbuzier).

3) Harga sebuah kegagalan dan kesuksesan bukan dinilai dari hasil akhir,

tetapi dari proses perjuangannya (Andrie Wongso).

Persembahan

Tugas Akhir ini kupersembahkan untuk :

1) Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah dan nikmatnya

2) Alm. Ayah dan Almh. Ibu tercinta atas kasih sayang yang tak terhingga

3) Kakakku dan keluarga besar yang telah memberi motivasi berupa moril dan

materiil

4) Teman-teman TE D3 2012, teman kontrakan The Villas yang selalu memberi

semangat dan berbagi dalam suka maupun duka selama kuliah ini

5) Teman-temanku semua dimanapun berada

v

ABSTRAK

Irawan, Deta. Maret 2016. Trainer Pengontrol Motor Dc Menggunakan

Keypad Matrix 4x4 Berbasis Arduino Mega 2560 Sebagai Media

Pembelajaran Mata Kuliah Mikrokontroler Di Laboratorium Teknik

Elektro Unnes. Dosen Pembimbing : Drs. Yohanes Primadiyono, M.T.Tugas

Akhir. Teknik Elektro D3. Jurusan Teknik Elektro. Fakultas Teknik. Universitas

Negeri Semarang.

Untuk menunjang teori yang telah dipelajari, praktikum menjadi suatu

bagian yang penting dalam proses untuk membuktikan teori yang telah dipelajari

tersebut. Keterbatasan alat dan ruang menjadi kendala dalam melakukan sebuah

praktikum jika jumlah mahasiswanya banyak.

Pada tugas akhir ini dirancang media pembelajaran untuk mendukung

praktikum dalam sebuah perkuliahan teori. Trainer Pengontrol Motor Dc

merupakan media elektronika dalam bentuk satu kesatuan ukuran 23 x 30 cm

yang didalamnya sudah terdapat mikrokontrol ATmega 2560. Media ini terdiri

atas sistem pengendalian arah putaran dan kecepatan motor dc yang dapat

dioperasikan secara manual melalui tombol keypad 4x4, untuk men-setting nilai

PWM ke Arduino Mega 2560. Motor stepper dc juga terdapat pada media ini.

Intinya kendali arah putaran motor dc mengikuti posisi pemasangan kutub

tegangan. Sedangkan jika kecepatan motor mengikuti besar kecilnya nilai

tegangan yang disalurkan. Hasil pengujian menunjukkan bahwa semakin besar

nilai PWM, maka semakin cepat pula motor berputar. Untuk selanjutnya trainer

ini bisa dikembangkan dalam pengendalian yang lebih variatif lagi.

Kata kunci : Motor DC, Arduino Mega 2560, kendali arah dan putaran motor.

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat dan hidayahNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini

dengan judul “Trainer Pengontrol Motor DC Menggunakan Keypad Matrix 4x4

Berbasis Arduino Mega 2560 Sebagai Media Pembelajaran Mata Kuliah

Mikrokontroler Di Laboratorium Teknik Elektro Unnes”, Sebagai syarat untuk

memperoleh gelar Ahli Madya pada Program Diploma III Teknik Elektro

Universitas Negeri Semarang.

Penulisan laporan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan, saran, dan

dukungan. Oleh karena itu penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Fathur Rokhman, M.Hum selaku Rektor Universitas Negeri

Semarang.

2. Bapak Dr. Nur Qudus, M.T selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri

Semarang.

3. Bapak Dr.-Ing. Dhidik Prastiyanto, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.

4. Bapak Dr. Subiyanto, M.T. selaku Ketua Program Studi D3 Teknik Elektro

Universitas Negeri Semarang.

5. Bapak Drs. Yohanes Primadiyono, M.T selaku dosen pembimbing yang telah

membantu memberikan bimbingan terbaik hingga terselesaikanya Tugas

Akhir ini.

vii

6. Segenap staf laboratorium yang berkenan membantu dan memfasilitasi alat-

alatnya.

7. Semua pihak yang telah memberikan bantuan moril maupun materil dalam

penyusunan tugas akhir ini.

Saya selaku penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun untuk kesempurnaan isi laporan tugas akhir ini. Semoga segala

dorongan, bantuan, bimbingan dan pengorbanan yang telah diberikan dari

berbagai pihak di dalam penulisan laporan ini mendapat balasan yang lebih dari

Allah SWT. Akhir kata semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat.

Semarang, 17 Maret 2016

Penulis

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................. ii

HALAMAN PERNYATAAN ............................................................................... iii

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN .................................................... iv

ABSTRAK .............................................................................................................. v

KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi

DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii

DAFTAR TABEL ................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiv

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1 Latar belakang .......................................................................................... 1

1.2 Pembatasan Masalah ................................................................................ 2

1.3 Rumusan Masalah .................................................................................... 2

1.4 Tujuan ....................................................................................................... 3

1.5 Manfaat ..................................................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................. 4

2.1 Definisi Trainer ........................................................................................ 4

2.2 Arduino Mega 2560 .................................................................................. 4

2.3 Keypad Matrix 4x4 ................................................................................. 11

2.4 LED (Light Emitting Diode) .................................................................. 12

2.5 Motor Arus Searah ................................................................................. 14

ix

2.6 IC L293D ................................................................................................ 26

2.7 IC ULN2003A ........................................................................................ 28

2.8 LCD (Liquid Crystal Display) 16x2 ....................................................... 29

2.9 Motor Stepper ......................................................................................... 30

BAB III PERANCANGAN ALAT ....................................................................... 37

3.1 Perencanaan Pembuatan Perangkat Lunak (Software) ........................... 37

3.2 Perencanaan Perangkat Keras (Hardware) ............................................ 44

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PEMBAHASAN ........................................ 49

4.1 Pengujian Alat ........................................................................................ 49

4.2 Data Hasil Pengujian .............................................................................. 55

4.3 PEMBAHASAN .................................................................................... 57

BAB V SIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 58

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 59

LAMPIRAN ........................................................................................................... 60

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi Singkat Arduino Mega 2560 ................................................. 6

Tabel 2.2 Spesifikasi Kaki LCD 16 x 2 ................................................................. 25

Tabel 3.1 Alamat Input dan Output Mikrokontroler .............................................. 40

Tabel 3.2 Alat Yang Dibutuhkan Dalam Pembuatan Sistem ................................. 44

Tabel 3.3 Bahan Yang Dibutuhkan Dalam Pembuatan Sistem.............................. 45

Tabel 4.1 Pengujian Catu Daya 12 Volt ................................................................ 49

Tabel 4.2 Pengujian Driver Motor Stepper ............................................................ 51

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Motor DC ..................................................................... 55

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Motor Stepper .............................................................. 56

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arduino Mega 2560 R3 Bagian Depan ............................................... 5

Gambar 2.2 Pemetaan Pin Atmega2560 Dengan Arduino Mega 2560 ................... 7

Gambar 2.3 Tampilan Software Arduino Ide......................................................... 10

Gambar 2.4 Keypad Matrix 4x4 ............................................................................ 12

Gambar 2.5 Konstruksi Keypad Matrix 4x4 .......................................................... 12

Gambar 2.6 Led...................................................................................................... 13

Gambar 2.7 Konstruksi Led ................................................................................... 14

Gambar 2.8 Bagian Motor DC ............................................................................... 15

Gambar 2.9 Hukum Tangan Kanan Motor ............................................................ 17

Gambar 2.10 Prinsip Motor ................................................................................... 17

Gambar 2.11 Rangkaian Ekivalen Motor DC Penguat Terpisah ........................... 18

Gambar 2.12 Karakteristik Motor DC Shunt ......................................................... 19

Gambar 2.13 Rangkaian Ekivalen Motor DC Shunt ............................................. 20

Gambar 2.14 Karakteristik Motor DC Seri ............................................................ 21

Gambar 2.15 Rangkaian Ekivalen Motor DC Seri ................................................ 21

Gambar 2.16 Karakteristik Motor DC Kompon .................................................... 23

Gambar 2.17 Rangkaian Ekivalen Motor DC Kompon Panjang ........................... 23

Gambar 2.18 Rangkaian Ekivalen Motor DC Kompon Pendek ............................ 24

Gambar 2.19 Bentuk Fisik L293D ......................................................................... 27

Gambar 2.20 Konstruksi Pin Driver Motor Dc IC L293D .................................... 27

Gambar 2.21 Rangkaian Darlington IC ULN 2003 ............................................... 28

xii

Gambar 2.22 Bentuk Fisik IC ULN 2003 .............................................................. 29

Gambar 2.23 Transistor Darlington Dalam IC ULN 2003 .................................... 29

Gambar 2.24 Bentuk Fisik LCD 16x2 ................................................................... 30

Gambar 2.25 Prinsip Kerja Motor Stepper ............................................................ 32

Gambar 2.26 Motor Stepper Tipe Variable Reluctance (VR) ............................... 32

Gambar 2.27 Motor Stepper Tipe Permanent Magnet (PM) ................................. 33

Gambar 2.28 Motor Stepper Tipe Hybrid .............................................................. 34

Gambar 2.29 Motor Stepper Dengan Lilitan Unipolar .......................................... 35

Gambar 2.30 Motor Stepper Dengan Lilitan Bipolar ............................................ 35

Gambar 2.31 Motor Stepper dan Driver ULN2003A ............................................ 36

Gambar 3.1 Blok Diagram ..................................................................................... 37

Gambar 3.2 Flow Chart Program Motor DC ......................................................... 39

Gambar 3.3 Flow Chart Program Motor Stepper ................................................... 40

Gambar 3.4 Proses Memulai Software Arduino .................................................... 41

Gambar 3.5 Tampilan Jendela Baru Software Arduino ......................................... 42

Gambar 3.6 Tampilan Lokasi Penyimpanan Program ........................................... 42

Gambar 3.7 Tampilan Proses Pemeriksaan Program/ Verify ................................. 43

Gambar 3.8 Tampilan Tidak Ada Error Program.................................................. 43

Gambar 3.9 Tampilan Proses Compile Program ................................................... 44

Gambar 3.10 Rangkaian Keseluruhan ................................................................... 48

Gambar 4.1 Pengujian LCD ................................................................................... 49

Gambar 4.2 Pengujian Motor DC .......................................................................... 50

Gambar 4.3 Titik Pengukuran Tegangan Motor DC.............................................. 50

xiii

Gambar 4.4 Trainer Pengontrol Motor DC Berbasis Arduino Mega 2560 ............ 52

Gambar 4.5 Tampilan Status Motor Keadaan Mati ............................................... 52

Gambar 4.6 Tampilan Status Motor Keadaan Hidup ............................................. 53

Gambar 4.7 Menu Utama ....................................................................................... 53

Gambar 4.8 Tampilan Submenu Motor DC ........................................................... 53

Gambar 4.9 Tampilan Memasukkan Waktu Delay Sebelum Start ........................ 53

Gambar 4.10 Pilihan Arah Putaran Motor ............................................................. 54

Gambar 4.11 Tampilan Sub Menu Motor DC ....................................................... 54

Gambar 4.12 Tampilan Setting Kecepatan Putar Motor ........................................ 54

Gambar 4.13 Tampilan Menu Utama .................................................................... 54

Gambar 4.14 Tampilan Sub Menu Motor Stepper .................................................... 54

Gambar 4.15 Tampilan Arah Putaran Motor ......................................................... 54

Gambar 4.16 Tampilan Setting Timing ................................................................. 55

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

1) Source Code Pengontrol Motor DC dan Motor Stepper. ........................... 61

2) Spesifikasi Lengkap Motor Stepper 8BYJ-48 5 Volt. ............................... 80

3) Datasheet Motor DC RF-300F-12350. ....................................................... 81

4) Rencana Pembelajaran Semester Mata Kuliah Mikrokontroler ................. 82

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Dalam perkembangan teknologi elektronika sampai sekarang ini tidak

lepas dari penggunaan sistem kontrol, karena dengan sistem kontrol, peralatan

elektonika tersebut dapat dioperasikan sesuai dengan fungsi dan

kegunaannya. Motor merupakan salah satu alat yang digunakan dalam dunia

industri utamanya, maupun dalam kehidupan sehari-hari.

Salah satu sarana yang cukup vital adalah pengendalian putaran dan

kecepatan motor yang dapat diaplikasikan dalam berbagai kebutuhan seperti

pada dunia industri, yaitu konveyor, ventilator, dan lain sebagainya. Motor

arus searah atau DC (direct current) merupakan jenis motor yang banyak

digunakan dalam perindustrian.

Sebagai mahasiswa teknik elektro, selayaknya kita bisa memahami

cara kerja dari motor DC. Namun sebagian besar mahasiswa kurang

mengetahui tentang pengontrolan motor DC. Kemingkinan salah satu

penyebabnya adalah kurang lengkapnya peralatan yang ada di kampus.

Dengan berdasar kurang lengkapnya peralatan yang ada di

laboratorium Teknik Elektro Universitas Negeri Semarang, maka penulis

ingin membuat tugas akhir yang berjudul ”Trainer Pengontrol Motor DC

menggunakan Keypad Matrix 4x4 berbasis Arduino Mega 2560 sebagai

Media Pembelajaran Mata Kuliah Mikrokontroler di Laboratorium Teknik

2

Elektro Unnes”. Alat ini nantinya bisa dipergunakan untuk praktikum

mahasiswa di laboratorium.

1.2 Pembatasan Masalah

Dalam tugas akhir ini, penulis tidak membahas mengenai begitu banyaknya

pemanfaatan board mikrokontroler Arduino Mega 2560. Pada tugas akhir ini

Penulis membatasi permasalahannya, yaitu :

1) Trainer praktikum ini hanya mengambil materi motor DC, motor stepper,

keypad, dan tunda (delay) saja dari Silabus mata kuliah Mikrokontroler.

2) Pengontrolan motor DC meliputi arah putaran dan kecepatan putar motor

DC.

3) Pengontrolan motor stepper DC sebatas mengontrol arah putaran dan

kecepatan putar per step.

1.3 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang yang telah dituliskan, permasalahan yang

akan dikaji dalam pembuatan “Trainer Pengontrolan Motor DC berbasis

Arduino Mega 2560 sebagai Media Pembelajaran Mata Kuliah

Mikrokontroler di Laboratorium Teknik Elektro Unnes” yaitu :

1) Apakah alat Trainer Pengontrol Motor DC berbasis Arduino Mega 2560

ini dapat digunakan sebagai alat media praktikum di Laboratorium Teknik

Elektro Unnes?

3

1.4 Tujuan

Tujuan yang diharapkan dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut.

1) Untuk mengetahui apakah alat Trainer Pengontrol Motor DC berbasis

Arduino Mega 2560 dapat digunakan sebagai media praktikum.

1.5 Manfaat

Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah :

1. Bagi mahasiswa : untuk mempermudah mahasiswa dalam mengikuti mata

kuliah Mikrokontroler ataupun Praktikum Mikrokontroler.

2. Bagi dosen : tersedianya perangkat pembelajaran sebagai panduan dan

acuan dalam kegiatan pembelajaran.

3. Bagi jurusan : tersedianya perangkat pembelajaran sebagai bahan ajar dan

media pendukung dalam kelengkapan pembelajaran.

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Definisi Trainer

1) Menurut Khosnevis (Suryani,2006), “Trainer merupakan proses simulasi

aplikasi membangun model dari sistem nyata ataupun usulan sistem,

melakukan eksperimen dengan model tersebut untuk mempelajari perilaku

sistem”.

2) Menurut Hasan S (2006: 3) ”Trainer merupakan suatu set peralatan di

laboratorium yang digunakan sebagai media pendidikan yang merupakan

gabungan antara model kerja dan mock up(model skala utuh)”.

3) Menurut Irfa Wahyudi (2012), “Trainer merupakan bagian-bagian dari

sebuah alat yang sesungguhnya atau dapat berupa modul fisik untuk

mempermudah memahami dan mempelajari cara kerja dari sebuah alat”.

2.2 Arduino Mega 2560

Menurut Dede Hendriono (2014) melalui situs www.hendriono.com,

Arduino Mega 2560 adalah papan mikrokontroler berbasiskan ATmega 2560.

Arduino Mega 2560 memiliki 54 pin digital input/output, dimana 15 pin

dapat digunakan sebagai output PWM, 16 pin sebagai input analog, dan 4 pin

sebagai UART (port serial hardware), 16 MHz kristal osilator, koneksi USB,

jack power, header ICSP, dan tombol reset. Ini semua yang diperlukan untuk

mendukung mikrokontroler.Cukup dengan menghubungkannya ke komputer

melalui kabel USB atau power dihubungkan dengan adaptor AC-DC atau

5

baterai untuk mulai mengaktifkannya. Arduino Mega 2560 kompatibel

dengan sebagian besar shield yang dirancang untuk Arduino Duemilanove

atau Arduino Diecimila. Arduino Mega 2560 adalah versi terbaru yang

menggantikan versi Arduino Mega.

Tentang Revisi

Arduino Mega 2560 berbeda dari papan sebelumnya, karena versi

terbaru sudah tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Tapi,

menggunakan chip ATmega16U2 (ATmega8U2 pada papan Revisi 1 dan

Revisi 2) yang diprogram sebagai konverter USB-to-serial. Arduino Mega

2560 Revisi 2 memiliki resistor penarik jalur HWB 8U2 ke Ground, sehingga

lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam mode DFU.

Arduino Mega 2560 Revisi 3 memiliki fitur-fitur baru berikut:

1.0 pinout : Ditambahkan pin SDA dan pin SCL yang dekat dengan pin

AREF dan dua pin baru lainnya ditempatkan dekat dengan pin RESET

Sirkuit RESET.

Chip ATmega16U2 menggantikan chip ATmega8U2.

Gambar 2.1 Arduino Mega 2560 R3 Bagian Depan

6

Sumber :www.hendriono.com/blog/post/mengenal-arduino-mega2560

Ringkasan Spesifikasi

Dibawah ini spesifikasi sederhana dari Arduino Mega 2560:

Tabel 2.1 Spesifikasi singkat Arduino Mega 2560

Mikrokontroler ATmega 2560

Tegangan Operasi 5V

Input Voltage

(disarankan) 7-12V

Input Voltage (limit) 6-20V

Pin Digital I/O 54 (yang 15 pin digunakan sebagai output

PWM)

Pins Input Analog 16

Arus DC per pin I/O 40 mA

Arus DC untuk pin 3.3V 50 mA

Flash Memory 256 KB (8 KB digunakan untuk bootloader)

SRAM 8 KB

EEPROM 4 KB

Clock Speed 16 MHz

7

Pemetaan Pin

Dibawah ini pemetaan pin ATmega 2560 dengan Arduino Mega 2560:

Gambar 2.2 Pemetaan pin Atmega2560 dengan Arduino Mega 2560

Sumber : http://www.arduino.cc

Komunikasi

Arduino Mega 2560 memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi

dengan komputer, dengan Arduino lain, atau dengan mikrokontroler lainnya.

Arduino ATmega328 menyediakan 4 hardware komunikasi serial UART TTL

8

(5 Volt). Sebuah chip ATmega16U2 (ATmega8U2 pada papan Revisi 1 dan

Revisi 2) yang terdapat pada papan digunakan sebagai media komunikasi

serial melalui USB dan muncul sebagai COM Port Virtual (pada Device

komputer) untuk berkomunikasi dengan perangkat lunak pada komputer,

untuk sistem operasi Windows masih tetap memerlukan file inf, tetapi untuk

sistem operasi OS X dan Linux akan mengenali papan sebagai port COM

secara otomatis. Perangkat lunak Arduino termasuk didalamnya serial

monitor memungkinkan data tekstual sederhana dikirim ke dan dari papan

Arduino. LED RX dan TX yang tersedia pada papan akan berkedip ketika

data sedang dikirim atau diterima melalui chip USB-to-serial yang terhubung

melalui USB komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial seperti pada pin

0 dan 1).

Sebuah perpustakaan SoftwareSerial memungkinkan untuk

komunikasi serial pada salah satu pin digital Mega 2560. ATmega 2560 juga

mendukung komunikasi TWI dan SPI. Perangkat lunak Arduino termasuk

library Wire digunakan untuk menyederhanakan penggunaan bus TWI. Untuk

komunikasi SPI, menggunakan perpustakaan SPI.

Pemrograman

Arduino Mega dapat diprogram dengan software Arduino.ATmega

2560 pada Arduino Mega sudah tersedia preburned dengan bootloader yang

memungkinkan Anda untuk meng-upload kode baru tanpa menggunakan

programmer hardware eksternal. Hal ini karena komunikasi yang terjadi

menggunakan protokol asli STK500. Anda juga dapat melewati (bypass)

9

bootloader dan program mikrokontroler melalui pin header ICSP (In-Circuit

Serial Programming).

Chip ATmega16U2 (atau 8U2 pada board Rev. 1 dan Rev. 2) source

code firmware tersedia pada repositori Arduino. ATmega16U2/8U2 dapat

dimuat dengan bootloader DFU, yang dapat diaktifkan melalui:

Pada papan Revisi 1 : Menghubungkan jumper solder di bagian belakang

papan (dekat dengan peta Italia) dan kemudian akan me-reset 8U2.

Pada papan Revisi 2 : Ada resistor yang menghubungkan jalur HWB

8U2/16U2 ke ground, sehingga lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam

mode DFU.

Kemudian Anda dapat menggunakan Atmel FLIP software (sistem operasi

Windows) atau DFU programmer (sistem operasi Mac OS X dan Linux)

untuk memuat firmware baru. Atau Anda dapat menggunakan pin header ISP

dengan programmer eksternal (overwrite DFU bootloader).

SOFTWARE ARDUINO

Sehubungan dengan pembahasan untuk saat ini software Arduino

yang akan digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih ada beberapa

software lain yang sangat berguna selama pengembangan Arduino. IDE

Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan

Java. IDE Arduino terdiri dari:

Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis

dan mengedit program dalam bahasa Processing.

10

Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa

Processing) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah microcontroller

tidak akan bisa memahami bahasa Processing. Yang bisa dipahami oleh

microcontroller adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan

dalam hal ini.

Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari Jomputer ke dalam

memory di dalam papan Arduino.

Berikut ini adalah contoh tampilan IDE Arduino dengan sebuah sketch yang

sedang diedit.

Gambar 2.3 Tampilan Software Arduino IDE.

Menurut Yusuf Sigit P (2014,5), Setiap program Arduino (biasa disebut

sketch) mempunyai dua buah fungsi yang harus ada, yaitu:

11

void setup()

Semua kode didalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali

ketika program Arduino dijalankan untuk pertama kalinya.

void loop( )

Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void setup) selesai.

Setelah dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan lagi, dan lagi secara

terus menerus sampai catu daya (power) dilepaskan.

Adapun struktur pemograman pada mesin digital adalah sebagai berikut.

pinMode(pin, mode)

Digunakan untuk menetapkan mode dari suatu pin. Mode yang bisa

digunakan adalah INPUT atau OUTPUT.

digitalWrite(pin, value)

Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai OUTPUT, pin tersebut dapat

dijadikan HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan menjadi

ground).

digitalRead(pin)

Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai INPUT maka anda dapat meng-

gunakan kode ini untuk mendapatkan nilai pin tersebut apakah HIGH

(ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan menjadi ground).

2.3 Keypad Matrix 4x4

Menurut Agus Purnama melalui situs www.elektronika-dasar.web.id,

keypad adalah saklar-saklar push button yang disusun secara matriks yang

berfungsi untuk menginput data. Keypad berfungsi sebagai interface antara

12

perangkat (mesin) elektronik,yaitu mikrokontroler dengan manusia atau

dikenal dengan istilah HMI (Human Machine Interface). Konfigurasi keypad

dengan susunan bentuk matrix ini bertujuan untuk penghematan port

mikrokontroler karena jumlah key (tombol) yang dibutuhkan banyak pada

suatu sistem dengan mikrokontroler.

Gambar 2.4 Keypad Matrix 4x4

Sumber : http://www.boarduino.blogspot.com

Konstruksi Matrix Keypad 4×4

Gambar 2.5 konstruksi Keypad matrix 4x4

Sumber : www.elektronika-dasar.web.id , dengan sedikit perubahan

2.4 LED (Light Emitting Diode)

Menurut Agusta Iswan M. (tahun 2012,hal 22), LED adalah singkatan

dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang dapat mengeluarkan

13

emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya

sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang

menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan

energi cahaya.

LED dibuat agar lebih efisien mengeluarkan cahaya. Untuk

mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang dipakai adalah

galium, arsenic dan phosphorus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan

warna cahaya yang berbeda pula.

Gambar 2.6 LED

Sumber : Agusta Iswan M. (tahun 2012,hal 22)

2.4.1 Prinsip Kerja LED

Jika diberi tegangan maju, LED akan mengeluarkan cahaya. Warna

cahaya yang akan dihasilkan tergantung dengan jenis material dari pertemuan

intensitas cahayanya yang berbanding dengan arus maju yang mengalir. Arus

maju yang diserap berkisar antara 10 sampai 20 mA untuk kecerahan nyala

maksimum. LED juga dapat bekerja ketika kutub anoda dihubungkan pada

tegangan listrik searah DC positif (+), dan kutub katode dihubungkan pada

tegangan DC negative (-) . Dalam kondisi menghantar, tegangan maju pada

14

LED merah adalah 1,6 sampai 2,2 volt, LED kuning 2,4 volt, LED hijau 2,7

volt. Sedangkan tegangan terbaik maksimum yang dibolehkan pada LED

merah adalah 3 volt, LED kuning 5 volt, LED hijau 5 volt.

Gambar 2.7 Konstruksi LED

Sumber : Agusta Iswan M. (tahun 2012,hal 22)

Fungsi dari LED yaitu dimana konsumsi arus sangat kecil, awet dan

kecil bentuknya (tidak makan tempat). Setelah itu terdapat keistimewaan

tersendiri dari LED itu sendiri yaitu dapat memancarkan cahaya dingin, umur

tidak dipendekan oleh peng on-off-an yang terus menerus, tidak

memancarkan sinar merah infra (terkecuali yang memang sengaja dibuat

seperti itu).

2.5 Motor Arus Searah

Menurut zonaelektro.net, motor DC adalah jenis motor listrik yang

bekerja menggunakan sumber tegangan DC. Motor DC atau motor arus

searah sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung dan tidak

langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan

khusus dimana diperlukan penyalaan torsi yang tinggi atau percepatan yang

tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.

15

Menurut insauin.blogspot.com, Bagian-bagian yang penting dari

motor DC adalah sebagai berikut.

Gambar 2.8 bagian motor DC

Sumber : http://insauin.blogspot.com

1. Badan Mesin

Badan mesin ini berfungsi sebagai tempat mengalirnya fluks

magnet yang dihasilkan kutub magnet, sehingga harus terbuat dari bahan

ferromagnetik. Fungsi lainnnya adalah untuk meletakkan alat-alat tertentu

dan mengelilingi bagian-bagian dari mesin, biasanya terbuat dari besi atau

baja atau campuran besi dan baja.

2. Inti kutub magnet dan belitan penguat magnet

Inti kutub magnet dan belitan penguat magnet ini berfungsi untuk

mengalirkan arus listrik agar dapat terjadi proses elektromagnetik.

Adapun aliran fluks magnet dari kutub utara melalui celah udara yang

melewati badan mesin.

3. Sikat-sikat

Sikat - sikat ini berfungsi sebagai jembatan bagi aliran arus jangkar

16

dengan bebas, dan juga memegang peranan penting untuk terjadinya

proses komutasi.

4. Komutator

Komutator ini berfungsi sebagai penyearah mekanik yang akan

dipakai bersama-sama dengan sikat. Sikat-sikat ditempatkan sedemikian

rupa sehingga komutasi terjadi pada saat sisi kumparan berbeda.

5. Jangkar

Jangkar dibuat dari bahan ferromagnetic dengan maksud agar

kumparan jangkar terletak dalam daerah yang induksi magnetiknya besar,

agar ggl induksi yang dihasilkan dapat bertambah besar.

6. Belitan jangkar

Belitan jangkar merupakan bagian yang terpenting pada mesin arus

searah,berfungsi untuk tempat timbulnya tenaga putar motor.

Menurut Frank D. Petruzella (2001, 331), motor listrik menggunakan

energi listrik dan energi magnet untuk menghasilkan energi mekanis. Operasi

motor tergantung pada interaksi dua medan magnet. Secara sederhana

dikatakan bahwa motor listrik bekerja dengan prinsip bahwa dua medan

magnet dapat dibuat berinteraksi untuk menghasilkan gerakan. Tujuan motor

adalah untuk menghasilkan gaya yang menggerakkan (torsi).

Motor arus searah digunakan dimana control torsi dan kecepatan

dengan rentang yang lebar diperlukan untuk memenuhi kebutuhan aplikasi.

17

Meskipun demikian, susunan sikat-komutator menimbulkan masalah pada

pemeliharaan sikat dan bunga api listrik.

Gambar 2.9 hukum tangan kanan motor

Sumber : buku Elektronik Industri, Frank D. Petruzela (hal 330)

Untuk menentukan arah gerakan penghantar yang mengalirkan arus

pada medan magnet, digunakan hukum tangan kanan motor seperti pada

gambar di atas. Ibu jari dan dua jari yang pertama dari tangan kanan disusun

sehingga saling tegak lurus satu sama lain dengan menunjukkan arah arus

yang mengalir (min ke plus) pada penghantar.

Gambar 2.10 Prinsip Motor

Sumber : buku Elektronik Industri, Frank D. Petruzela (hal 330)

Gambar tersebut menggambarkan bagaimana torsi motor dihasilkan

oleh kumparan yang membawa arus / loop pada kawat yang ditempatkan pada

medan magnet. Medan magnet menyebabkan pembengkokan garis gaya.

18

Penghantar sebelah kiri ditekan ke bawah dan penghantar sebelah kanan

ditekan ke atas, menyebabkan putaran jangkar berlawanan dengan arah

putaran jarum jam.

Karakteristik motor dc :

Torsi tinggi pada kecepatan rendah.

Pengaturan kecepatan bagus pada seluruh rentang (tidak ada low-end

cogging).

Kemampuan mengatasi beban lebih baik.

Lebih mahal dibandingkan motor ac.

Secara fisik lebih besar dibandingkan dengan motor ac untuk HP yang

sama.

Pemeliharaan dan perbaikan yang diperlukan lebih rutin.

Jenis-Jenis Motor DC

Menurut zonaelektro.net, jenis-jenis motor DC adalah sebagai berikut.

1. Motor DC Sumber Daya Terpisah/ Separately Excited

Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC

sumber daya terpisah / separately excited.

Rangkaian ekivalen mesin penguat terpisah

ME f

RV

R fV Ea

I a

If

I

Gambar 2.11 Rangkaian Ekivalen DC Motor Penguat Terpisah

Motor:

19

V = Ea + Ia . Ra + Vs

I = Ia

P = V . I dan Efisiensi () = inPmasukandaya

outPkeluarandaya

dengan:

V = tegangan jala-jala P = daya

I = arus jala-jala Ia = arus jangkar

Ra = resistans jangkar Vs = rugi tegangan sikat

Ea = tegangan jangkar

2. Motor DC Sumber Daya Sendiri/ Self Excited: Motor Shunt

Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan

secara paralel dengan gulungan kumparan motor DC (A) seperti diperlihatkan

dalam gambar dibawah. Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan

penjumlahan arus medan dan arus kumparan motor DC.

Gambar 2.12 Karakteristik Motor DC Shunt

Sumber : http://zonaelektro.net

Berikut tentang kecepatan motor shunt (E.T.E., 1997):

20

Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga

torque tertentu setelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar diatas dan

oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal

yang rendah, seperti peralatan mesin.

Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam

susunan seri dengan kumparan motor DC (kecepatan berkurang) atau

dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).

Rangkaian ekivalen mesin shunt

M VE a

I a

II

sh

Rsh

Gambar 2.13 Rangkaian Ekivalen Motor DC Shunt

Motor:

V = Ea + Ia . Ra + Vs

I = Ia

P = V . I dan Efisiensi () = inPmasukandaya

outPkeluarandaya

dengan:

V = tegangan jala-jala P = daya

I = arus jala-jala Ia = arus jangkar

Ra = resistans jangkar Vs = rugi tegangan sikat

Ea = tegangan jangkar

3. Motor DC Daya Sendiri: Motor Seri

Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan

secara seri dengan gulungan kumparan motor DC (A) seperti ditunjukkan

21

dalam gambar dibawah. Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus

kumparan motor DC. Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell

International Corporation, 1997; L.M. Photonics Ltd, 2002) :

Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM

Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor

akan mempercepat tanpa terkendali.

Motor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque

penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist seperti

pada gambar berikut.

Gambar 2.14 Karakteristik Motor DC Seri

Sumber : http://zonaelektro.net

Rangkaian ekivalen mesin seri

M VEa

Ia

I se I

Rse

Gambar 2.15 Rangkaian Ekivalen motor DC Seri

22

Motor:

V = Ea + Ia (Ra + Rse) + Vs

I = Ise = Ia

dengan;

Ise = arus belitan medan seri

Rse = resistans belitan medan seri

4. Motor DC Kompon/Gabungan

Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada

motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel

dan seri dengan gulungan kumparan motor DC (A) seperti yang ditunjukkan

dalam gambar dibawah. Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan

awal yang bagus dan kecepatan yang stabil. Makin tinggi persentase

penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara

seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh

motor ini. Contoh, penggabungan 40-50% menjadikan motor ini cocok untuk

alat pengangkat hoist dan derek, sedangkan motor kompon yang standar

(12%) tidak cocok (myElectrical, 2005).

23

Gambar 2.16 Karakteristik Motor DC Kompon

Sumber : http://zonaelektro.net

a. Kompon panjang

M VEa

Ia

II

sh

Rsh

R s

eI s

e

Gambar 2.17 Rangkaian Ekivalen Motor DC Kompon Panjang

Motor:

Ia = Ise = I– Ish

V = Ea + Ia (Ra + Rse) + Vs

Ish = shR

V

P = V . I dan Efisiensi () = inPmasukandaya

outPkeluarandaya

24

b. Kompon pendek

M VEa

Ia

II s

h

R s

h

R s

e I s

e

Gambar 2.18 Rangkaian Ekivalen Motor DC Kompon Pendek

Motor:

Ia = I– Ish

V = Ea + Ia Ra + I.se Rse) + Vs

Ish = sh

sese

R

R.I-V

P = V . I dan Efisiensi () = inPmasukandaya

outPkeluarandaya

Tahap Pengoperasian Motor

Tahapan mengoperasikan motor pada dasarnya dibagi menjadi 3 tahap, yaitu :

1. Mulai Jalan (starting)

Untuk motor yang dayanya kurang dari 4 KW, pengoperasian

motor dapat disambung secara langsung (direct on line). Sedangkan untuk

daya yang besar pengasutannya dengan pengendali awal motor (motor

starter) yang bertujuan untuk meredam arus awal yang besarnya 5 sampai

7 kali arus nominal.

2. Berputar (running)

Beberapa saat setelah motor mulai jalan, arus yang mengalir

secara bertahap segera menurun ke posisi arus nominal. Selanjutnya motor

25

dapat dikendalikan sesuai kebutuhan, misalnya dengan pengaturan

kecepatan, pembalikan arah perputaran, dan sebagainya.

3. Berhenti (stopping)

Tahap ini merupakan tahap akhir dari pengoperasian motor

dengan cara memutuskan aliran arus listrik dari sumber tenaga listrik, yang

prosesnya bisa dikendalikan sedemikian rupa (misalnya dengan

pengereman / break), sehingga motor dapat berhenti sesuai dengan

kebutuhan.

Jenis Kendali Motor

Jenis kendali motor ada 3 macam, yaitu :

1. Kendali Manual

Instalasi listrik tenaga pada awalnya menggunakan kendali motor

konvensional secara manual. Untuk menghubungkan atau memutuskan

aliran arus listrik digunakan saklar manual mekanis, diantaranya adalah

saklar togel (Toggle Switch). Saklar ini merupakan tipe saklar yang sangat

sederhana yang banyak digunakan pada motor-motor berdaya kecil.

Operator yang mengoperasikannya harus mengeluarkan tenaga otot yang

kuat.

2. Kendali Semi Otomatis

Pada kendali semi otomatis, kerja operator sedikit ringan (tidak

mengeluarkan tenaga besar), cukup dengan jari menekan tombol

tekan start saat awal menggerakkan motor dan menekan tombol stop saat

26

menghentikan putaran motor. Untuk menghubungkan atau memutuskan

aliran arus listrik menggunakan konduktor magnit, yang bisa dilengkapi

rele pengaman arus lebih (Thermal Overload Relay) sebagai pengaman

motor.

3. Kendali Otomatis

Dengan kendali otomatis, kerja operator semakin ringan, yaitu

cukup memonitor kerja dari sistem, sehingga dapat menghemat energi

fisiknya. Deskripsi kerja dari sistem kendali otomatis dibuat dengan suatu

program dalam bentuk rangkaian konduktor magnet yang dikendalikan

oleh sensor-sensor, sehingga motor dapat bekerja maupun berhenti secara

otomatis.

2.6 IC L293D

Menurut Agus Purnama (2012), melalui situs www.elektronika-

dasar.web.id IC L293D adalah IC yang didesain khusus sebagai driver motor

DC dan dapat dikendalikan dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroler.

Motor DC yang dikontrol dengan driver IC L293D dapat dihubungkan ke

ground maupun ke sumber tegangan positif karena di dalam driver L293D

sistem driver yang digunakan adalah totem pool. Dalam 1 unit chip IC L293D

terdiri dari 4 buah driver motor DC yang berdiri sendiri sendiri dengan

kemampuan mengalirkan arus 1 Ampere tiap drivernya. Sehingga dapat

digunakan untuk membuat driver H-bridge untuk 2 buah motor DC. Dan IC

ini dapat bekerja pada rentang tegangan 4,5-36 Volt. Konstruksi pin driver

motor DC IC l293D adalah sebagai berikut.

27

Gambar 2.19 Bentuk Fisik L293D

Sumber : www.leselektronika.com

Gambar 2.20 Konstruksi Pin Driver Motor DC IC L293D

Sumber : http://www.robotplatform.com

Fungsi Pin Driver Motor DC IC L293D

Pin EN (Enable, EN1.2, EN3.4) berfungsi untuk mengijinkan driver

menerima perintah untuk menggerakan motor DC.

Pin In (Input, 1A, 2A, 3A, 4A) adalah pin input sinyal kendali motor DC

Pin Out (Output, 1Y, 2Y, 3Y, 4Y) adalah jalur output masing-masing driver

yang dihubungkan ke motor DC Pin VCC (VCC1, VCC2) adalah jalur input

tegangan sumber driver motor DC, dimana VCC1 adalah jalur input sumber

tegangan rangkaian kontrol dirver dan VCC2 adalah jalur input sumber

tegangan untuk motor DC yang dikendalikan.

28

Pin GND (Ground) adalah jalu yang harus dihubungkan ke ground, pin GND

ini ada 4 buah yang berdekatan dan dapat dihubungkan ke sebuah pendingin

kecil.

2.7 IC ULN2003A

Menurut Mukhtar Widiyanto (2010) melalui situs

antomtr.blogspot.co.id , IC ULN 2003 adalah sebuah IC dengan ciri memiliki

7-bit input, tegangan maksimum 50 volt dan arus 500mA. IC ini termasuk

jenis TTL. Di dalam IC ini terdapat transistor darlington. Transistor

darlington merupakan 2 buah transistor yang dirangkai dengan konfigurasi

khusus untuk mendapatkan penguatan ganda sehingga dapat menghasilkan

penguatan arus yang besar.

Gambar 2.21 Rangkaian Darlington IC ULN 2003

Sumber : http://antomtr.blogspot.co.id/2010/02/ic-uln-2003.html

IC ULN 2003 merupakan IC yang mempunyai 16 buah pin, pin ini

berfungsi sebagai input, output dan pin untuk catu daya. Catu daya ini terdiri

dari catu daya (+) dan ground. IC ULN 2003 biasa digunakan sebagai driver

motor stepper maupun driver relay.

29

Gambar 2.22 Bentuk Fisik IC ULN 2003

Sumber : www.amazon.com

Gambar 2.23 Transistor Darlington Dalam IC ULN 2003

Sumber : www.electro-tech-online.com

2.8 LCD (Liquid Crystal Display) 16x2

Menurut Aris Munandar (2012) melalui www.leselektronika.com,

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang

menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan

diberbagai bidang misalnya alat–alat elektronik seperti televisi, kalkulator,

atau pun layar komputer. Pada postingan aplikasi LCD yang digunakan

ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi

sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status

kerja alat.Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :

1. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.

30

2. Mempunyai 192 karakter tersimpan.

3. Terdapat karakter generator terprogram.

4. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.

5. Dilengkapi dengan back light.

Gambar 2.24 Bentuk Fisik LCD 16x2

Sumber : www.leselektronika.com

Spesifikasi Kaki LCD 16 x 2

Tabel 2.2 Spesifikasi Kaki LCD 16 x 2

Pin Deskripsi

1 Ground

2 Vcc

3 Pengatur kontras

4 “RS” Instruction/Register Select

5 “R/W” Read/Write LCD Registers

6 “EN” Enable

7-14 Data I/O Pins

15 Vcc

16 Ground

2.9 Motor Stepper

Menurut zonaelektro.net, motor stepper adalah salah satu jenis motor

dc yang dikendalikan dengan pulsa-pulsa digital. Prinsip kerja motor

stepper adalah bekerja dengan mengubah pulsa elektronis menjadi gerakan

31

mekanis diskrit dimana motor stepper bergerak berdasarkan urutan pulsa yang

diberikan kepada motor stepper tersebut.

Kelebihan Motor Stepper

Kelebihan motor stepper dibandingkan dengan motor DC biasa adalah :

1. Sudut rotasi motor proporsional dengan pulsa masukan sehingga lebih

mudah diatur.

2. Motor dapat langsung memberikan torsi penuh pada saat mulai bergerak

3. Posisi dan pergerakan repetisinya dapat ditentukan secara presisi

4. Memiliki respon yang sangat baik terhadap mulai, stop dan berbalik

(perputaran)

5. Sangat realibel karena tidak adanya sikat yang bersentuhan dengan rotor

seperti pada motor DC

6. Dapat menghasilkan perputaran yang lambat sehingga beban dapat dikopel

langsung ke porosnya

7. Frekuensi perputaran dapat ditentukan secara bebas dan mudah pada range

yang luas.

Prinsip Kerja Motor Stepper

Prinsip kerja motor stepper adalah mengubah pulsa-pulsa input

menjadi gerakan mekanis diskrit. Oleh karena itu untuk menggerakkan motor

stepper diperlukan pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa-

pulsa periodik.

Berikut ini adalah ilustrasi struktur motor stepper sederhana dan pulasa yang

dibutuhkan untuk menggerakkannya :

32

Gambar 2.25 Prinsip Kerja Motor Stepper

Sumber : http://zonaelektro.net

Gambar diatas memberikan ilustrasi dari pulsa keluaran pengendali motor

stepper dan penerpan pulsa tersebut pada motor stepper untuk menghasilkan

arah putaran yang bersesuaian dengan pulsa kendali.

Jenis-Jenis Motor Stepper

Berdasarkan struktur rotor dan stator pada motor stepper, maka motor stepper

dapat dikategorikan dalam 3 jenis sebagai berikut :

1. Motor Stepper Variable Reluctance (VR)

Motor ini terdiri atas sebuah rotor besi lunak dengan beberapa gerigi

dan sebuah lilitan stator. Ketika lilitan stator diberi energi dengan arus DC,

kutub-kutubnya menjadi termagnetasi. Perputaran terjadi ketika gigi-gigi

rotor tertarik oleh kutub-kutub stator.

Gambar 2.26 Motor stepper tipe variable reluctance (VR)

33

Sumber : http://zonaelektro.net

2. Motor Stepper Permanent Magnet (PM)

Motor stepper jenis ini memiliki rotor yang berbentuk seperti kaleng

bundar (tin can) yang terdiri atas lapisan magnet permanen yang diselang-

seling dengan kutub yang berlawanan. Dengan adanya magnet permanen,

maka intensitas fluks magnet dalam motor ini akan meningkat sehingga dapat

menghasilkan torsi yang lebih besar. Motor jenis ini biasanya memiliki

resolusi langkah (step) yang rendah yaitu antara 7,50 - 15

0 per langkah atau 48

hingga 24 langkah setiap putarannya.

Gambar 2.27 Motor stepper tipe permanent magnet (PM)

Sumber : http://zonaelektro.net

3. Motor Stepper Hybrid (HB)

Motor stepper tipe hibrid memiliki struktur yang merupakan

kombinasi dari kedua tipe motor stepper sebelumnya. Motor stepper tipe

hibrid memiliki gigi-gigi seperti pada motor tipe VR dan juga memiliki

magnet permanen yang tersusun secara aksial pada batang porosnya seperti

motor tipe PM. Motor tipe ini paling banyak digunakan dalam berbagai

aplikasi karena kinerja lebih baik. Motor tipe hibrid dapat menghasilkan

resolusi langkah yang tinggi antara 3,60 - 0,9

0 per langkah atau 100-400

34

langkah setiap putarannya. Berikut ini adalah penampang melintang dari

motor stepper tipe hibrid :

Gambar 2.28 Motor stepper tipe hybrid

Sumber : http://zonaelektro.net

Berdasarkan metode perancangan rangkain pengendalinya, motor stepper

dapat dibagi menjadi 2 jenis yaitu motor stepper unipolar dan motor stepper

bipolar.

1) Motor Stepper Unipolar

Rangkaian pengendali motor stepper unipolar lebih mudah dirancang

karena hanya memerlukan satu switch / transistor setiap lilitannya. Untuk

menjalankan dan menghentikan motor ini cukup dengan menerapkan pulsa

digital yang hanya terdiri atas tegangan positif dan nol (ground) pada salah

satu terminal lilitan (wound) motor sementara terminal lainnya dicatu dengan

tegangan positif konstan (VM) pada bagian tengah (center tap) dari lilitan

seperti pada gambar berikut.

35

Gambar 2.29 Motor stepper dengan lilitan unipolar

Sumber : http://zonaelektro.net

2) Motor Stepper Bipolar

Untuk motor stepper dengan lilitan bipolar, diperlukan sinyal pulsa

yang berubah-ubah dari positif ke negatif dan sebaliknya. Jadi pada setiap

terminal lilitan (A & B) harus dihubungkan dengan sinyal yang mengayun

dari positif ke negatif dan sebaliknya. Karena itu dibutuhkan rangkaian

pengendali yang agak lebih kompleks daripada rangkaian pengendali untuk

motor unipolar. Motor stepper bipolar memiliki keunggulan dibandingkan

dengan motor stepper unipolar dalam hal torsi yang lebih besar untuk ukuran

yang sama.

Gambar 2.30 Motor stepper dengan lilitan bipolar

Sumber : http://zonaelektro.net

36

Gambar 2.31 motor stepper dan driver ULN2003A

Sumber : www.rustamaji.net/id

58

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Simpulan yang dapat diambil dari pembuatan dari trainer pengontrol motor dc

ini adalah :

1) Untuk motor dc, didapat simpulan bahwa besarnya Pwm juga

berpengaruh terhadap naiknya nilai tegangan, arus, dan juga kecepatan

putar motor.

2) Untuk motor stepper, semakin besar timing-nya maka semakin pelan

kecepatan putarnya.

3) Alat ini bisa digunakan untuk praktikum di kampus Teknik Elektro

Unnes.

5.2 Saran

1) Penggunaan trainer diharapkan pada ruang yang cukup cahaya, sehingga

mudah dalam pemasangan soket kabel.

2) Sebaiknya perlu diperhatikan dalam pemasangan kabel, karena jika

pemasangan kurang benar maka akan terjadi kesalahan sistem.

3) Alat ini bisa dikembangkan untuk mengoperasikan motor dc yang

berkapasitas lebih besar atau juga untuk mengoperasikan motor arus

bolak balik.

4) Untuk pengembangan selanjutnya, sebaiknya motor stepper bisa di

setting sudut putarannya, bukan hanya memutar secara kontinuitas.

59

DAFTAR PUSTAKA

Petruzella, Frank D. 2001. Elektronik Industri. Yogyakarta: Penerbit Andi

Ridha, M.I., Puput W.R..(2015). Pengembangan Trainer Dan Jobsheet

Mikrokontroller Berbasis Arduino Uno Sebagai Media Pembelajaran Pada

Mata Pelajaran Teknik Mikroprosessor Di Smk Negeri 3 Surabaya.

Dikutip dari http://dokumen.tips/download/link/pengembangan-trainer-

dan-jobsheet-mikrokontroller-berbasis-arduino-uno-sebagai

pada 7 Oktober 2015

http://belajar-dasar-pemrograman.blogspot.co.id/2013/03/arduino-uno.html

diakses 3 Juni 2015

http://blogs.itb.ac.id/el2244k0112211015madelanamahendra/

diakses 14 Oktober 2015

https://globalenergizer.wordpress.com/category/uncategorized/

diakses 14 Oktober 2015

http://teknikelektronika.com/pengertian-led-light-emitting-diode-cara-kerja/

diakses 9 September 2015

http://www.boarduino.blogspot.com

diakses 1 September 2015

http://rendymars.blogspot.co.id/2011/10/system-pengendalian-

motor.html#!/tcmbck